無線感測監控不遺漏 精確掌握儲槽液位耗能

現今，一些設施的燃料耗盡仍然會帶來生活不便生活甚至危及生命。無線傳感器可以協助人們保障燃料箱中的燃料不被耗盡。

在遠程監控儲槽液位方面，蜂巢式物聯網和低功耗藍牙技術都發揮了重大作用，協助防止燃料、或在農業及工業的生產或運輸中所需的任何液體耗盡。

 
圖一 : 不論是蜂巢式物聯網和低功耗藍牙技術，在遠程監控儲槽液位方面都能夠發揮重大作用。

 
農場場景
有些農場的規模很大，十分驚人。歐洲最大的農場是位于羅馬尼亞的一塊面積為570平方公里的耕地，這與新加坡的國土面積已經不相上下。但是如果與世界上最大的農場，也就是位在中國黑龍江省牡丹江市的超級農場相較起來，簡直不值一提。牡丹江農場占地面積達90,000平方公里，飼養了大約十萬頭乳牛。從農場的一端開車到另一端再返回，需要花費12個小時，因此以往酪農每日往來農場非常耗時，而用來工作的時間只剩下很少。

如今，憑借支持LTE-M網絡的蜂巢式連接技術，可以使位于農村偏遠區域的儲存槽以無線方式上傳其數據，讓用戶以智能手機、平板計算機或計算機通過云端平臺來監控燃料、水或肥料的儲量水位。

去年推出的CoreKinect TankTrack就是一款采用蜂巢式物聯網技術來實現農場儲槽液位監測器的方案。它包含一個電池供電的無線儀表讀取器，可以使用四個永磁體連接到任何氨、丙烷或柴油的儲槽上。

通過Nordic nRF9160支持的LTE-M網絡蜂巢式連接技術，可將儲槽液位水平和GPS位置信息發送給農場工作人員，從而能遠程對物料短缺時及時采取措施。

 
圖二 : 多模式NB-物聯網/LTE-M nRF9160系統封裝（SiP）位于專有的農場儲罐級監控器和資產跟蹤器的核心，能夠消除農場燃料或肥料耗盡的普遍問題。(source: nordicsemi)

呼應工業需求
一系列工業應用已驗證遠程液位監控解決方案在該領域具有重要的價值。廢水、化工和石化以及采礦行業都需要對流體進行間歇性觀察，以確保儲槽不會耗盡或溢出，或者流體從儲槽中流出的情況符合預期。

即便工業設施傳統上依賴于有線傳感器網絡，隨著無線網絡被投入應用來提供更便捷的部署、重新配置和更換等操作，這種趨勢正慢慢地發生轉變。

使用者可以部署這些無線解決方案來取代成本高昂且會影響生產的電纜鋪設工程，并且以無線傳感器來連接那些難以觸及的物料物品。這些傳感器可以使用獨立的電池持續運行數年。

對于產生更高數據速率的遠程儲槽或傳感器，蜂巢式物聯網不僅是具有低功耗的遠程監控解決方案，還具備很好的經濟效益。

防盜油應用
車隊管理公司Verizon Connect表示，燃料成本可能占到公司總體支出的30%。由于影響卡車燃料使用的因素太多了，比如速度、突然?車、加速、風和發動機空轉，因此很難判斷過度使用燃料是否因為粗心駕駛，還是因為「盜油」（skimming，非法排放燃油給其他車輛或出售）。由于卡車運輸行業每年有將近100億美元柴油被盜竊，因此解決這個問題已成為當務之急。

來自俄羅斯的M2M和物聯網設備制造商Escort Group推出了無線燃油液位傳感器產品，這款解決方案利用Nordic Semiconductor的系統單芯片nRF52832 SoC提供支持的低功耗藍牙技術。傳感器設備在成功聯機之后，將以無線方式將數據發送到支持低功耗藍牙和GPS的追蹤設備，而后者可將信息傳輸到云端。這樣一來，車隊管理人員就可以通過云端查看詳細的信息內容。

Escort TD-BLE燃油液位傳感器還提供「黑盒子」功能來減弱電磁入侵（electromagnetic tampering）的影響，這是為了盜由試圖干擾傳感器的訊號來達到受監控的時間，這看起來似乎很聰明，但是人們仍然可以通過傳感器上的Nordic SoC恢復過去三十天的確切歷史紀錄，為車隊經理提供必要的資料以調查任何可疑事件。

對于農戶、車隊經理和工業營運而言，在人們無法監測液位時，無線液位監測解決方案可以持續地監測儲槽液位，這樣可讓所有人都能夠做出及時有效的判斷，不必盲目猜測燃料將于何時耗盡，同時還能夠降低成本、提高效率及增強安全性。

(本文作者Alf Helge More任職于Nordic Semiconductor公司)